毕业设计(论文)CA6140车床法兰盘工艺设计及专用夹具.doc
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1、摘 要机械制造工艺学是以研究机械加工工艺技术和夹具设计为主技术学科,具有很强的实践性,要求学习过程中应紧密联系生产实践,同时它又具有很强的综合性。机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程。本次毕业设计的课题是CA6140车床法兰盘加工工艺规程及某一工序专用夹具设计,主要内容如下:首先,对零件进行分析,主要是零件作用的分析和工艺分析,通过零件作用分析可以了解零件的基本情况,而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根据零件图提出的加工要求,确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。其次,进行基面的选择,确定加工过程中的粗基准和精基准。根据选好的基准,制
2、订工艺路线,通常制订两种以上的工艺路线,通过工艺方案的比较与分析,再选择可以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证的一种工序。再次,根据已经选定的工序路线,确定每一步的切削用量及基本工时,并选择合适的机床和刀具。对于粗加工,还要校核机床功率。最后,设计第三道工序钻法兰盘孔的夹具。先提出设计问题,再选择定位基准,然后开始切削力、夹紧力的计算和定位误差的分析。然后把设计的过程整理为图纸。通过以上的概述,整个设计基本完成。关键词:法兰盘,机械加工工艺,夹具设计,工序,定位AbstractMechanical manufacturing technology is based o
3、n research of mechanical processing technology and fixture design technology, which has strong practicality, and requires close relation of production practice in the learning process. And it is also very strong comprehensive. Mechanical processing technology refers to the use of mechanical processi
4、ng method to change the rough shape, size, relative location and nature to become qualified parts of the whole process.The graduation design is the subject CA6140 lathe machining procedure and flanges a procedure for fixture design, the main content as follows:Firstly, the analysis of main parts, th
5、e role of parts and is analyzed. Through the analysis technology of components we can understand the basic situation, and through part of process analysis can know requirements of parts of processing and surface processing. According to the requirements of machining parts graph, the shape and size o
6、f blank is determined.Secondly, we select the base, and make sure good benchmark and crude benchmarks in the mechanical process. According to good benchmark chosen, two or more processes is usually maken. Through the comparison and analysis process scheme, then we choose one guarantee which can reas
7、onably make sure requirements of technology such as parts dimension accuracy , geometric shape and location accuracy .Thirdly, according to the process route has been selected, every step of cutting dosages and basic man-hour must be found and choose appropriate machine and tools. For rough procers,
8、 needing to mechnical power.Finally, the design process of drilling holes - flanges fixture. First, then presents the design problems, and then began to choose the locating datum clamping force cutting force and the calculation and analysis of the positioning error. Then the design process for the d
9、rawings.Through the above outline, entire design completes basically.Keywords: flange, machining technology, machining process, location, Special jig目 录摘 要I1 前言12 零件的分析22.1 零件的作用22.2零件的工艺分析23 工艺规程设计33.1 确定毛坯的制造方法,初步确定毛坯形状33.2 基准的选择33.3 工件表面加工方法的选择33.4 制定工艺路线43.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定53.6 工序设计73.7 确定切削
10、用量及基本工时84 夹具设计394.1 夹具的设计394.2 设计要求414.3 夹具的分析414.4切削力及夹紧力的计算424.5 夹具结构设计及操作简要说明42结 论42致 谢43参考文献44附 录461 前言毕业设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、专业课以及参加了生产实习之后进行的最后的设计。这是我们在毕业之前对所学各课程的一次深入的综合性的总结,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。机械制造技术是一门非常重要的技术,人类的发展过程就是一个不断的制造过程。因此,制造技术的重要性是不言而喻的,它有以下四个方面的意义。1.社会发展与制造技术密切相关2
11、.制造技术是科学技术物化的基础3.制造技术是所有工业的支柱4.制造技术国力和国防的后盾 通过本次毕业设计,应该得到下述各方面的锻炼: 1、能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识,正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量。 2、提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练,应当获得根据被加工零件的加工要求,设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。 3、学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。 就我个人而言,通过这次设计,基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计,
12、机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识,解决现代实际工艺设计问题,巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中,学到了很多课堂上没有学到的东西。 能够顺利的完成这次毕业设计,首先得助于张兴波老师的悉心指导,还有就是我们同学之间的帮助。在设计过程中,由于对零件加工所用到的设备的基本性能和加工范围缺乏全面的了解,缺乏实际的生产经验,导致在设计中碰到了许多的问题。但是经过我个人的努力及通过请教老师和咨询同学,翻阅资料、查工具书,解决设计过程中的一个又一个的问题。在这个过程中,使我对所学的知识有了进一步的了解。在此,十分感谢老师的
13、细心指导,感谢同学们的互相帮助。 本说明书主要是CA6140卧式车床上的法兰盘的有关工艺规程的设计说明,由于本身能力水平有限,设计存在许多错误和不足之处,恳请老师、专家给予指正!2 零件的分析2.1 零件的作用CA6140卧式车床上的法兰盘,为盘类零件,用于卧式车床上,位于车床丝杆的末端。车床的变速箱固定在主轴箱上,靠法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配,外圆与变速箱体孔相配,以保证主轴三个轴承孔同心,使齿轮正确啮合。零件的100外圆上标有刻度线,用来对齐调节刻度盘上的刻度值,从而能够直接读出所调整的数值;外圆上钻有底部为6 mm的定位孔,实现精确定位,本身没有受到多少力的作用。主要
14、作用是标明刻度,实现纵向进给。2.2零件的工艺分析 法兰盘是一回转体零件,有一组加工表面,这一组加工表面以20mm的孔为中心 ,包括:mm的外圆柱面及左端面, 尺寸为mm的圆柱面, 90mm的外圆柱面、右端面及上面的4个9mm的透孔, mm的外圆柱面及上面的6mm,4mm的孔, 90mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm的两个平面。并且其余加工面都与它有位置关系,可以先加工它的一个端面,再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面,然后再加工孔到尺寸要求,再以孔定位加工各个表面。图2-1 法兰盘零件图3 工艺规程设计3.1 确定毛坯的制造方法,初步确定毛坯形状零件材料为HT200,由于
15、该零件是中批生产,而且零件轮廓尺寸不大,故采用金属模铸造,法兰盘因毛坯比较简单,采用铸造毛坯时一般是成队铸造,再进行机械加工。这从提高生产率,保证加工精度上考虑也是应该的。3.2 基准的选择定位的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得宜提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正进行。1. 粗基准的选择选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准,以便为后续的工序提供精基准。选择粗基准的出发点是:一要考虑如何分配各加工表面的余量:二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是
16、不能兼顾的,但对于一般的轴类零件来说,以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言,由于每个表面都要求加工,为保证各表面都有足够的余量,应选加工余量最小的面为粗基准(这就是粗基准选择原则里的余量足够原则)现选取45外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件,消除工件的六个自由度,达到完全定位。2. 精基准的选择主要就考虑基准重合问题,当设计基准与定位基准不重合时,应该进行尺寸换算。这在以后还要专门计算,此处不再计算。3.3 工件表面加工方法的选择本零件的加工面有圆、内孔、端面、车槽等,材料为HT200。其加工方法选择如下:一右45外圆面:公差等级为IT6IT7,表面粗糙度为0
17、.8,采用粗车半精车精车磨削的加工方法。二20内孔:公差等级为IT8IT9,表面粗糙度为1.6,采用钻扩铰精铰的加工方法,倒角用车刀加工。三左45外圆面:公差等级为IT6IT7,表面粗糙度为0.4,采用粗车半精车磨削的加工方法。四90外圆:未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT8-IT10,表面粗糙度为0.8,采用的加工方法为粗车半精车精车。五100外圆面:公差等级为IT6IT8,表面粗糙度为0.8,采用粗车半精车精车的加工方法。六右端面:未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT8-IT11,表面粗糙度为6.3,采用的加工方法为粗车。七90突台右端面:未注公差等级,根据GB1
18、80079规定公差为IT13,表面粗糙度为1.6,采用的加工方法为粗车半精车精车。八90突台左端面:未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13,表面粗糙度为0.4,采用的加工方法为粗车半精车磨削。九100突台左端面:未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13,表面粗糙度为1.6,采用的加工方法为粗车半精车精车。十槽32:未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13,表面粗糙度为6.3,采用的加工方法为粗车。十一. 100突台右端面:未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13,表面粗糙度为0.4,采用的加工方法为粗车半精车磨削。十二. 90突台距离轴线34m
19、m的被铣平面:未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13,表面粗糙度为3.2,采用的加工方法为粗铣精铣.。十三. 90突台距离轴线24mm的被铣平面:未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13,表面粗糙度为0.4,采用的加工方法为粗铣精铣磨削。十四. 49孔:未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13,表面粗糙度为6.3,采用的加工方法为钻削。十五. 4的孔:未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13,表面粗糙度为6.3,采用的加工方法为钻削。十六.6的孔:未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13,表面粗糙度为3.2,采用的加工方法为钻削-铰
20、孔。3.4 制定工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状,尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领一确定为中批生产的条件下,可以考虑采用通用性的机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案工序 1 粗车100端面及外圆柱面 工序 2 粗车45端面及外圆柱面及过渡圆角,粗车90的端面及外圆面 工序 3 钻、铰、精铰20的孔 工序 4 半精车100的端面及外圆柱面,半精车90的外圆柱面,车100、90外圆柱面上的倒角,车20孔的左端倒角工序 5 半精车45外圆柱面,半精车90的右端面,车32退刀槽,
21、车45圆柱面两端的倒角,车20 内孔的右端倒角工序 6 精车45的外圆,精车90的右端面及外圆柱面工序 7 精车100的端面及外圆柱面工序 8 粗车、半精车、磨削B面工序 9 粗铣90圆柱面上的两个平面工序 10 半精铣90圆柱面上离中心线34mm的平面工序 11 半精铣90圆柱面上离中心线24mm的平面工序 12 精铣90圆柱面上离中心线24mm的平面工序 13 精磨90圆柱面上离中心线24mm的平面工序 14 钻49透孔 工序 15 钻4孔,铰6孔工序 16 去毛刺工序 17 刻线、刻字工序 18 镀铬工序 19 检验入库3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定各加工表面的工序(或工
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